氮化镓液体传感器的制作方法

专利2025-09-14  185


本发明涉及半导体,具体而言,涉及一种氮化镓液体传感器。


背景技术:

1、当变电站的一次设备箱的内壁表面的温度下降到露点温度以下时,内壁上会发生水珠凝结现象。在柜体内的端子排上、开关操作机构上以及瓷瓶等结构上,均可能会产生水珠凝结,水珠凝结可能会对设备造成损坏。

2、在现有技术中,需要工作人员打开设备箱,以检查设备箱的内壁以及设备箱内的设备上是否存在水珠凝结。由于设备箱数量大,需要工作人员依次打开设备箱,检查是否存在水珠凝结,这样导致检查的效率较低。


技术实现思路

1、本发明的主要目的在于提供一种氮化镓液体传感器,以解决相关技术中的检查设备箱内是否存在水珠凝结的效率较低的问题。

2、为了实现上述目的,根据本发明的一个方面,提供了一种氮化镓液体传感器,包括:衬底;外延结构,设置在衬底的上方,外延结构包括缓冲层、沟道层以及势垒层,缓冲层、沟道层以及势垒层在远离衬底的方向上依次设置;吸收层,能够与液体结合,吸收层设置在外延结构的上方。

3、进一步地,外延结构还包括插入层和帽层,缓冲层、沟道层、插入层、势垒层以及帽层在远离衬底的方向上依次设置,氮化镓液体传感器还包括设置在外延结构上方的钝化层,钝化层上设置有第一容纳槽,帽层形成第一容纳槽的槽底,吸收层设置在第一容纳槽内。

4、进一步地,氮化镓液体传感器还包括间隔设置的第一欧姆接触电极和第二欧姆接触电极,钝化层上设置有第二容纳槽和第三容纳槽,第二容纳槽以及第三容纳槽均与帽层连通设置,第一欧姆接触电极设置在第二容纳槽内,并与帽层抵接,第二欧姆接触电极设置在第三容纳槽内,并与帽层抵接。

5、进一步地,第二容纳槽包括相互连通的第一槽段和第二槽段,第二槽段位于第一槽段远离衬底的一侧,第二槽段的槽宽小于第一槽段的槽宽,第一欧姆接触电极设置在第一槽段内;第三容纳槽包括相互连通的第三槽段和第四槽段,第四槽段位于第三槽段远离衬底的一侧,第四槽段的槽宽小于第三槽段的槽宽,第二欧姆接触电极设置在第一槽段内。

6、进一步地,插入层包括相对设置的第一侧壁和第二侧壁,势垒层包括对应于第一侧壁的第三侧壁以及对应于第二侧壁的第四侧壁,帽层包括对应于第一侧壁的第五侧壁以及对应于第二侧壁的第六侧壁,第一侧壁和第二侧壁之间具有第一距离,第三侧壁和第四侧壁之间具有第二距离,第五侧壁和第六侧壁之间具有第三距离,第一距离、第二距离以及第三距离相等。

7、进一步地,在远离衬底的方向上,插入层、势垒层以及帽层均凸出于沟道层。

8、进一步地,沟道层包括第一层体和第二层体,第二层体位于第一层体远离衬底的一侧,第二层体凸出于第一层体设置。

9、进一步地,钝化层包括第一覆盖段,第一覆盖段设置在帽层的上方,第一容纳槽、第二容纳槽以及第三容纳槽均设置在第一覆盖段上。

10、进一步地,钝化层还包括第二覆盖段和第三覆盖段,第一覆盖段设置在第二覆盖段和第三覆盖段之间,第二覆盖段盖设在第一侧壁上、第三侧壁上以及第五侧壁上,第二覆盖段盖设在第二侧壁上、第四侧壁上以及第六侧壁上;钝化层还包括第四覆盖段和第五覆盖段,第二覆盖段设置在第四覆盖段和第一覆盖段之间,第三覆盖段设置在第五覆盖段和第一覆盖段之间,第四覆盖段和第五覆盖段均盖设在沟道层的远离衬底的一侧。

11、根据本发明的另一方面,提供了一种氮化镓液体传感器的制备方法,用以制备权上述的氮化镓液体传感器,制备方法包括:

12、在衬底上形成外延结构;

13、在外延结构的上方沉积形成钝化层;

14、刻蚀钝化层,以形成第一容纳槽,第一容纳槽与帽层连通;

15、在第一容纳槽内沉积形成吸收层。

16、应用本发明的技术方案,衬底上方设置有外延结构。外延结构包括缓冲层、沟道层以及势垒层,缓冲层、沟道层以及势垒层在远离衬底的方向上依次设置。吸收层能够与液体结合,吸收层设置在外延结构的上方。通过上述的设置,衬底能够支撑缓冲层和沟道层。缓冲层能够提高氮化镓液体传感器的性能和稳定性,可以帮助氮化镓液体传感器在工作过程中减少晶格不匹配和电子能带不匹配引起的问题,提高氮化镓液体传感器的敏感度和响应速度,同时也可以增强氮化镓液体传感器的稳定性和耐用性。缓冲层还可以提高氮化镓液体传感器的结构完整性和减少杂质对氮化镓液体传感器性能的影响,从而保证氮化镓液体传感器的准确性和可靠性。沟道层能够为载流子提供传输路径。势垒层能够形成势垒壁,限制沟道层中载流子向其他区域扩散,从而在沟道层中形成二维电子气。吸收层与液体结合后,能够改变氮化镓液体传感器的热容,二维电子气浓度升高,电流升高,进而氮化镓液体传感器能够根据电流的变化实现对有无水珠的检查。因此本申请的技术方案有效地解决了相关技术中的检查设备箱内是否存在水珠凝结的效率较低的问题。



技术特征:

1.一种氮化镓液体传感器,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的氮化镓液体传感器,其特征在于,所述外延结构(20)还包括插入层(23)和帽层(25),所述缓冲层(21)、所述沟道层(22)、所述插入层(23)、所述势垒层(24)以及所述帽层(25)在远离所述衬底(10)的方向上依次设置,所述氮化镓液体传感器还包括设置在所述外延结构(20)上方的钝化层(40),所述钝化层(40)上设置有第一容纳槽,所述帽层(25)形成所述第一容纳槽的槽底,所述吸收层(30)设置在所述第一容纳槽内。

3.根据权利要求2所述的氮化镓液体传感器,其特征在于,所述氮化镓液体传感器还包括间隔设置的第一欧姆接触电极(50)和第二欧姆接触电极(60),所述钝化层(40)上设置有第二容纳槽(41)和第三容纳槽(42),所述第二容纳槽(41)以及所述第三容纳槽(42)均与所述帽层(25)连通设置,所述第一欧姆接触电极(50)设置在所述第二容纳槽(41)内,并与所述帽层(25)抵接,所述第二欧姆接触电极(60)设置在所述第三容纳槽(42)内,并与所述帽层(25)抵接。

4.根据权利要求3所述的氮化镓液体传感器,其特征在于,所述第二容纳槽(41)包括相互连通的第一槽段和第二槽段(411),所述第二槽段(411)位于所述第一槽段远离所述衬底(10)的一侧,所述第二槽段(411)的槽宽小于所述第一槽段的槽宽,所述第一欧姆接触电极(50)设置在所述第一槽段内;所述第三容纳槽(42)包括相互连通的第三槽段和第四槽段(421),所述第四槽段(421)位于所述第三槽段远离所述衬底(10)的一侧,所述第四槽段(421)的槽宽小于所述第三槽段的槽宽,所述第二欧姆接触电极(60)设置在所述第一槽段内。

5.根据权利要求4所述的氮化镓液体传感器,其特征在于,所述插入层(23)包括相对设置的第一侧壁(231)和第二侧壁(232),所述势垒层(24)包括对应于所述第一侧壁(231)的第三侧壁(241)以及对应于所述第二侧壁(232)的第四侧壁(242),所述帽层(25)包括对应于所述第一侧壁(231)的第五侧壁(251)以及对应于所述第二侧壁(232)的第六侧壁(252),所述第一侧壁(231)和所述第二侧壁(232)之间具有第一距离,所述第三侧壁(241)和所述第四侧壁(242)之间具有第二距离,所述第五侧壁(251)和所述第六侧壁(252)之间具有第三距离,第一距离、第二距离以及所述第三距离相等。

6.根据权利要求5所述的氮化镓液体传感器,其特征在于,在远离所述衬底(10)的方向上,所述插入层(23)、所述势垒层(24)以及所述帽层(25)均凸出于所述沟道层(22)。

7.根据权利要求6所述的氮化镓液体传感器,其特征在于,所述沟道层(22)包括第一层体(221)和第二层体(222),所述第二层体(222)位于所述第一层体(221)远离所述衬底(10)的一侧,所述第二层体(222)凸出于所述第一层体(221)设置。

8.根据权利要求6或7所述的氮化镓液体传感器,其特征在于,所述钝化层(40)包括第一覆盖段(43),所述第一覆盖段(43)设置在所述帽层(25)的上方,所述第一容纳槽、所述第二容纳槽(41)以及所述第三容纳槽(42)均设置在所述第一覆盖段(43)上。

9.根据权利要求8所述的氮化镓液体传感器,其特征在于,所述钝化层(40)还包括第二覆盖段(44)和第三覆盖段(45),所述第一覆盖段(43)设置在所述第二覆盖段(44)和所述第三覆盖段(45)之间,所述第二覆盖段(44)盖设在第一侧壁(231)上、所述第三侧壁(241)上以及所述第五侧壁(251)上,所述第二覆盖段(44)盖设在所述第二侧壁(232)上、所述第四侧壁(242)上以及所述第六侧壁(252)上;所述钝化层(40)还包括第四覆盖段(46)和第五覆盖段(47),所述第二覆盖段(44)设置在所述第四覆盖段(46)和所述第一覆盖段(43)之间,所述第三覆盖段(45)设置在所述第五覆盖段(47)和所述第一覆盖段(43)之间,所述第四覆盖段(46)和所述第五覆盖段(47)均盖设在沟道层(22)的远离所述衬底(10)的一侧。

10.一种氮化镓液体传感器的制备方法,其特征在于,用以制备权利要求2至9中任一项所述的氮化镓液体传感器,所述制备方法包括:


技术总结
本发明提供了一种氮化镓液体传感器,包括:衬底;外延结构,设置在衬底的上方,外延结构包括缓冲层、沟道层以及势垒层,缓冲层、沟道层以及势垒层在远离衬底的方向上依次设置;吸收层,能够与液体结合,吸收层设置在外延结构的上方。本申请的技术方案有效地解决了相关技术中的检查设备箱内是否存在水珠凝结的效率较低的问题。

技术研发人员:吴茂桢,刘付光杰,刘闯,吕永超,毛笛,邓迅杰,蒋敏仪,郭国伟,龙剑锋,卢梓漾,欧阳元,彭靓,吴思媛
受保护的技术使用者:广东电网有限责任公司
技术研发日:
技术公布日:2024/11/11
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